MAL/壳聚糖珠复合吸附剂除磷性能的研究

摘要

吸附除磷法研究中制备的吸附剂材料为粉体材料，难以被应用于实际水处理过程且回收困难，粉体吸附剂的颗粒化研究已成为近年来吸附剂研究的热点。在前期的研究中，镁、铝、镧三种金属以一定比例混合制备的MAL复合吸附剂具有高效的除磷性能。本实验使用经济、安全性能高、环境友好的壳聚糖为粘结剂，包覆MAL复合吸附剂，制备MAL/壳聚糖珠复合吸附剂（MAL-CS），对其材料的表征、除磷性能和吸附机理进行研究。研究结果表明： MAL-CS材料为比表面积为6.8m2/g的介孔材料，由壳聚糖包覆MAL吸附剂形成的粒子堆积而成；吸附反应后，颗粒表面凝聚大量M-PO4晶体化合物，颗粒内部形成M-PO4晶体化合物填充结构空隙。 在固液比2g/L、初始磷浓度150.00mg/L时，吸附剂具有较好的吸附性能，其36h吸附容量为22.65mg/L；SO42-、HCO3-、F-对除磷过程产生一定的抑制作用；低浓度腐殖酸与磷酸根结合形成复合物促进吸附，高浓度腐殖酸与磷酸盐竞争吸附；一定pH范围（3~11）内吸附剂可在保证颗粒完整性的条件下具有较高的吸附能力及良好的金属稳定性，耐酸耐碱性强于粉体的MAL复合吸附剂；吸附除磷后的MAL-CS可在碱溶液中解吸，同时实现对磷酸盐的去除和回收。 MAL-CS吸附反应的限速因素包括外部传质、物理化学吸附和内扩散，准一级动力学、准二级动力学和内扩散模型均能较好的拟合吸附剂除磷的动力学过程；吸附过程介于单层吸附与多层吸附之间，升高温度对吸附过程有一定的促进作用。在动态柱实验过程中MAL-CS金属稳定性良好，进水流速0.5mL/min时，出水磷浓度在运行67h后超标（出水磷浓度达0.50mg/L）。

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